在这项研究中使用了四种类型的起始材料：（1）橄榄石粉的成分为（mg，fe）2SIO4；（2）OPX粉末（Mg，Fe）SiO3的组成；（3）溶胶 - 凝胶衍生的硅酸盐粉，具有（mg，fe）1.5sio3.5，（mg，fe）1.25Sio3.25和（mg，fe）1.125Sio3.125;（4）具有（mg，fe）xsio2+x（x = 1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.1、1.05和1.02）的散装组成的硅酸盐玻璃粉末。所有粉末中的Mg：Fe原子比大约为9：1。

　　材料1是通过磨削圣卡洛斯橄榄石的手工挑选的单晶制备的。材料2由MGO，FEO和SIO2氧化物制备。两种材料1和2均在先前的研究50中使用。材料3是根据参考文献中报道的手术，从四乙基矫正器和金属毫克和金属毫克和fe溶解在稀硝酸中的材料。51。粉末在材料1和2的粉末之间具有成分，以跟踪晶粒生长动力学作为XFPC的函数。但是，发现高压合成后材料3的产物如下所述（扩展数据图1），具有不均匀的纤维化酶分布。因此，通过将氧化物融化（mg，fe）XSIO2+x散装组合物（如上所述x）从约2,500 K（估计用光子仪估计）到室温，在空气动力学悬浮剂中，配有两盘2射线器热系统52。高压合成后材料4的产物具有统一的铁胶酶分布（扩展数据图1）。将材料3和4的粉末在1,100 k处在环境压力Co-Co2燃气炉中24小时退火24小时，其氧局部压在铁–Wüstite缓冲液上方的大约0.5 log单元中控制，以将铁铁降低到纤利状态。使用前，所有粉末都存储在400 K的真空炉中。

　　使用多种媒介出版社合成了上述起始材料，并合成了具有各种铁磷酸酯酶的bridgmanite。先前已经描述了详细的合成程序37。简而言之，将由Fe箔分离的多层起始材料加载到PT胶囊中，外径和内径分别为1.0和0.8 mm。每一层的厚度约为0.15 mm。将少量的Fe -Feo粉末装载在Fe箔旁边，以缓冲氧气散热性。高压实验是使用多型掺杂的MGO八面体压力培养基，具有7毫米边缘长度的CR2O3掺杂MGO八面体压力培养基，具有LACRO3熔炉和钨碳化碳化铁血管，具有3毫米截断边缘长度（7/3组件）。压力和温度条件分别为27 GPA和1,700 K。加热持续时间为5分钟。在扩展数据表1中总结了运行条件和产品。

　　晶粒尺寸少于0.1μm（旋转后）和单相bridgmanite，晶粒尺寸约为0.42μm（OPX-桥接），分别分布于0.1μm（旋转后）和单相bridgmanite，从材料1和2分别合成了晶粒大小（OPX – Bridgmanite）（扩展数据。从材料3合成的样品中具有bridgmanite和Ferropericlase晶粒的不均匀分布（局部均匀）（扩展数据图1C），这可能是由于凝胶过程中的SI分布不均匀。晶粒尺寸约为0.15μm。从材料4合成的样品似乎是同质的，晶粒大小约为0.2μm（扩展数据图1D）。

　　所有合成的聚集体都被机械分成小块（每个尺寸为100-200μm）。将多个碎片嵌入预先干燥的CSCL粉末中，其中PT胶囊提供了准静态条件50,53。在PT胶囊的两端加载了Fe -Feo粉末，以缓冲氧气散热性（）。将胶囊加载到7/3的多动文细胞组件中，并压缩至27 GPA，然后在2200 K处加热1.5-1,000分钟（扩展数据表2）。由于相对快速的加热和冷却速度（从1,700到2200 K加热2-3分钟，冷却速度从2,200 K到1,700 K以下），因此加热和冷却过程中的生长可以忽略不计。

　　通过在水中溶解，将回收的样品与CSCL分离，使用扫描电子显微镜进行抛光并观察，加速电压为5-20 kV。布里格曼石和铁磷酸酯晶粒通过反向散射电子（BSE）图像的亮度对比区分（图1）。从BSE图像获得铁磷酸酯酶的体积分数。使用图像处理软件（ImageJ）确定每个Bridgmanite谷物的面积。每种晶粒的晶粒尺寸（d）是从面积等效圆的直径获得的。对数单元（log（d））中的晶粒尺寸显示出高斯分布（图1）；因此，基于高斯分布37，根据平均原木（d）计算平均晶粒尺寸（）。

　　布里奇曼岩和铁质晶粒晶粒均匀分布在旋转后，OPX-桥岩和玻璃样品中。为每个样品分析了130多个Bridgmanite晶粒（扩展数据表2）。在溶胶 - 凝胶样品中，在局部同质区域拍摄了BSE图像。Sol -Gel样品的每个数据点（图3A）表示单个BSE图像中的晶粒尺寸和XFPC。如上所述，异质性发生在样品合成过程中，此后谷物已经达到了平衡的纹理（120°三重连接，扩展数据图1C）。因此，在退火实验期间每个局部同质区域的晶粒生长不应受到影响。在溶胶 - 凝胶，玻璃，OPX-桥岩和螺旋后样品中获得的一致结果证实了这一点。一些金属铁颗粒在溶胶 - 凝胶样品中局部出现（补充图49-53）也有望对log（d）–xFPC关系具有可忽略不计的作用，因为它的体积分数较小。

　　平均颗粒间距（）是根据二维二维密度计算的（其中ρ是每μm2的二磷酸酶颗粒的数量）。请注意，对于XFPC = 0％的XFPC = 0％，对于高XFPC样品（大约30％）而变得不合适，其中Ferropericlase Grains显着或完全相互连接（扩展数据表2）。

　　使用电子探针微分析剂（EPMA）分析了晶粒生长后的bridgmanite的化学成分。使用了15 kV的加速度电压，梁电流为5 na。每个点分析的计数时间为20 s。Enstatite晶体和金属铁分别用作Mg，Si和Fe的标准标准。EPMA分析的结果在扩展数据表3中列出。

　　分别使用coble和nabarro-Herring扩散的流动定律和纯攀爬控制的脱位creep56,57计算出扩散循环（）和脱位率（）速率（）速率（分别是基于Bridgmanite的晶粒尺寸，分别是在这项研究中确定的bridgmanite的晶粒尺寸），并从先前的研究和SI扩散系数中确定。

　　其中a是常数（a = 16/3）;G是剪切模量（约210 GPA）；VM是摩尔体积（25.5 cm3 mol -1）；B是汉堡矢量（0.5 nm）；DLAT和DGB分别是最慢物种（SI）的晶格和晶界扩散系数。δ是晶界宽度；σ是应力；R是气体常数；T是温度55。总蠕变速率是通过，而从η计算得出的。Bridgmanite中DLAT和ΔDGB的温度依赖性取自Ref。58（参考文献中获得的DLAT基本与参考文献58的基本相同，而ΔDGB系统地测量为参考文献58中的温度函数；在扩展数据表4中给出了详细的参数。它们的压力依赖性未知，因此被认为与橄榄石的压力依赖性相同（分别为1.7和4.0 cm3 mol -1）61,62。

　　方程（2）和（3）分别是陶瓷材料中扩散蠕变和脱位蠕变的良好原理，通常用于模拟矿物质的蠕变速率，尤其是对于Bridgmanite24,56,57,59。方程（3）的有效性通过在脱位过程中Bridgmanite的最新变形实验证明，即通过等式（3）模拟的脱位率速率（3）在不确定性范围内，这与变形实验中获得的脱位率在不确定性之内（extended数据图4A）。此外，尽管在扩散蠕变状态下对bridgmanite进行的变形实验目前是不切实际的，但扩散蠕变方程（2）的有效性是由其他矿物质（例如橄榄石）（例如Ref。63和Ref。51的图9的图14 ofRef。51的图9和Pyroxene）和Pyroxene（扩展数据图4B）在实验中测试的。

　　在这里，我们通过上述计算评估了富含Bridgmanite的富含Bridgmanite岩石和黄硅酸石之间的粘度对比的不确定性。粘度的对比是黄岩和富含布里奇岩的岩石之间的蠕变速率的比率。公式（2）和（3）表明计算中的主要不确定性来自DLAT和ΔDGB的不确定性。因为DLATΔDGB/D，其中D约1μm（参考58），并且均与DLAT成正比，如公式（2）和（3）中所示。热岩岩石的变形以扩散蠕变为主，而富含bridgmanite的岩石的变形以扩散或脱位蠕变为主（取决于XFPC和σ）（图4B）。如果脱位蠕变占据了富含布里奇石的岩石，那么富含岩石和富含布里奇曼石的岩石之间的蠕变速率的比率就会变成。如果扩散蠕变占主导地位，则比率为（1/d）2。因此，在这两种情况下，蠕变速率的比率与DLAT和ΔDGB无关。因此，DLAT和ΔDGB的不确定性（以及它们的压力和温度依赖性）仅影响模拟蠕变速率和粘度的绝对值，但不会影响富含Bridgmanite的富含Bridgmanite的粘度对比度。由于与粘度对比度的不确定性相比，由于汉堡矢量B和剪切模量G的不确定性可以忽略不计，因此蠕变速率的比率仅受D和σ的显着控制。地球地幔一般面积的σ很小，即根据Bridgmanite的变形实验，根据上升流和下降流量的速度估计0.1-1.0 MPa和0.02-0.3 MPa。在富含bridgmanite的岩石中，由于σ≤1.0MPa和Xfpc≤5％，晶粒大小的对比总是导致粘度对比度多于一个数量级以上（图4C）。

　　未知的DLAT和ΔDGB的压力依赖性可能会影响η的变化。因此，除了图4E中的计算外，假定DLAT的激活体积（ΔV）与橄榄石的激活体积相同，还通过假设DLAT的不同ΔV值（ΔDGB的ΔV值具有可忽略的效果，因为DLATΔDGB/D）来计算η。如图5所示，ΔV会影响η– Depth曲线的斜率，即当ΔV为0-1 cm3 mol -1时，η略微降低，当ΔV为0-1 cm3 mol -1时，当ΔV为1-3 cm3 mol -1时，η会随着深度而增加。但是，它不会影响粘度在1,000公里的深度左右的跳跃，这是合理的，因为在大或小ΔV的情况下，DLAT随着深度的深度连续变化，因为压力和温度随着深度的深度连续增加。相比之下，ΔV> 3 cm3 mol -1不太可能是因为η将增加三个以上的数量级，深度从660 km增加到2,000 km，这与从地质观测值中估计的地幔粘度曲线不同意（扩展数据图5d）。